Блок контролю та управління пристрою безперебійного живлення ПБЖ-12 (стр. 5 из 13)
Отже, тип виробництва - серійне багатономенклатурним. Даний тип виробництва дозволяє застосувати типові технологічні процеси.
Проаналізувавши конструкцію проектованого виробу, зробимо висновок про те, що блок буде скомпоновано на основі друкованої плати з передбачуваним класом щільності друкованого монтажу 3.
З наведених вище даних по елементній базі видно, що раціонально застосовувати автоматичні методи установки мікросхем і ЕРЕ, зі способом монтажу SMD, та електрорадіоелементів з аксіальними виводами. Оскільки навісних елементів з осьовими виводами невелика кількість, їх встановлюємо вручну.
На підприємстві, де буде виготовлятися блок, що розроблюється, освоєні такі типові технології:
позитивний комбінований метод виготовлення друкованих плат (цей метод нас влаштовує, тому що він забезпечує необхідну точність виготовлення друкованої плати, поліпшуються електричні характеристики ДП через зменшення шкідливої дії хімічних реактивів на діелектричну основу, на міцність зчеплення фольги з цією основою);
автоматизований поверхневий монтаж;
автоматична установка і закріплення навісних елементів з аксіальними виводами на друковану плату;
отримання електричних контактів ручним паянням.
Збільшити продуктивність ручної збірки можна буде за рахунок автоматизації робочого місця: застосування світломонтажних столів і пристроїв, які подають навісні елементи.
2. Розробка друкованої плати
2.1 Вибір типу та розмірів друкованої плати
Друкована плата (ДП) є основним конструктивним елементом ЕА. Їх застосовують для електричних з'єднань і в якості несучих конструкцій. Друкована плата являє собою ізоляційну основу, що містить необхідні отвори, контактні площадки та друковані провідники, що забезпечують електричне та механічне з'єднання навісних елементів. Застосування друкованого монтажу дозволяє отримати наступні переваги:
зменшити габарити, масу, збільшити щільність монтажу;
підвищити надійність за рахунок зменшення загального числа паяних з'єднань;
відсутність монтажних помилок і високу ідентичність електричних і конструктивних параметрів;
можливість автоматизації виробництва, включаючи травлення, свердління отворів, складання, паяння та контроль;
високу продуктивність і низьку собівартість в умовах серійного виробництва;
уніфікація і стандартизація конструктивних виробів;
гарантована стабільність електричних характеристик;
підвищена стійкість до кліматичних і механічних впливів.
Залежно від числа шарів друкованого монтажу розрізняють односторонні (ОДП), двосторонні (ДДП) і багатошарові (БДП) друковані плати.
Односторонні друковані плати мають низьку вартість, високу надійність і точність виконання малюнка. Компоненти встановлюються з одного боку плати, вільної від монтажу, і корпусом можуть торкатися або навіть приклеюватися до плати. Виводи компонентів встановлюють в монтажні отвори і підпоюють до контактних майданчиків. До недоліків ОДП слід віднести низьку щільність компонування, зазвичай не перевищує 1,5 ЕРЕ/
. Небажані перетинання можна уникнути введенням об'ємних провідників або використанням ДДП.У ДДП друковані провідники розташовуються з двох сторін плати, а елементи з одного боку. Електричний зв'язок між провідниками різних сторін здійснюється перехідними отворами, використання яких дозволяє при відсутності обмежень на розміри плати реалізувати будь-яку схему ЕА. Установка компонентів може виконуватись з обох сторін плати, але обов'язково з введенням зазору між основою плати і корпусом елемента. Використання ДДП дозволяє підвищити щільність монтажу до 2 ЕРЕ/
. В якості недоліку слід відзначити зменшення надійності за рахунок введення в конструкцію перехідних отворів і збільшення вартості.Багатошарова друкована плата складається з ізоляційних шарів, що чергуються, з нанесеними на них провідними малюнками. Між шарами можуть бути або відсутнім міжшарових з'єднання. Багатошаровий друкований монтаж частково заміняє у ЕА провідний монтаж, що є трудомістким та важко піддається механізації і автоматизації, дозволяє ще більшою мірою зменшити габарити, масу, збільшити щільність монтажу і за рахунок зменшення загального числа паяних з'єднань підвищити надійність апаратури.
З причини середньої складності електричної схеми для виготовлення блоку контролю та управління пристрою безперебійного живлення найбільш оптимальним буде використання двосторонньої ДП.
За точністю виконання елементів конструкції друковані плати діляться на п’ять класи точності. Друковані плати ЕА рекомендується виготовляти по 2 і 3 класів точності. У зв'язку з цим дана ДП буде виготовлятися по третьому класу точності.
Таблиця 2.1 - Настановні параметри елементів
| Елемент | Кіл. | Настановна площа Si, мм2 | Діаметр виводів, мм |
| Конденсатори MKT 370 | 5 | 25, 20 | 0,7 |
| MKP 380 | 1 | 32,40 | 0,7 |
| VJ1206 | 41 | 0,008 | - |
| B45196 | 5 | 31,39 | - |
| B45197 | 5 | 31,39 | - |
| FC A | 3 | 0,64 | 0,6 |
| Резистори UXB 0207 | 25 | 15,75 | 0,6 |
| RC1206 J R F | 32 | 4,96 | - |
| RC2512 J R F | 1 | 19,96 | - |
| Термістор РТС-145 В | 1 | 31,50 | 0,6 |
| Мікросхема ADG507AKR | 1 | 185,40 | - |
| AD8512AR | 4 | 30,00 | - |
| AD7862AR-10 | 1 | 185,40 | - |
| AD7945BR | 1 | 131,84 | - |
| HCPL-4506#020 | 2 | 73,53 | 0,7 |
| MC74HC240ADW | 1 | 130,81 | - |
| MC74HC541ADW | 2 | 130,81 | - |
| MC74HC74AD | 1 | 51,60 | - |
| UC3843BVD1 | 1 | 29,40 | - |
| ATmega8515-16AI | 2 | 144,00 | - |
| HIN202IBN | 1 | 59,40 | - |
| Резисторна збірка 4605X-101-562 | 6 | 50,00 | 0,5 |
| Діоди BAS32L и BAV102 | 8 | 5,25 | - |
| PRLL5819 | 6 | 7,00 | - |
| Транзистор IRFU220 | 1 | 15,18 | 0,6 |
| BC546B | 2 | 16,80 | - |
| Вилка D-Sub09661627811 | 1 | 108,15 | - |
| 90122-0768 | 1 | 0, 195 | - |
| 90131-0765 | 2 | 0,10 | - |
| Gds A | 1 | 1031,00 | - |
| Стабілітрон BZX84-C5V6 | 1 | 6,44 | - |
| Резонатор Q-16.0-S-30-30/30-T1 | 2 | 48,60 | 0,5 |
| Звуковий випромінювач PKB24SPC-3601-B0 | 1 | 590,49 | 0,6 |
| Дросель B78108-S1103-K | 4 | 16,00 | 0,8 |
Для визначення площі конструкції ДП скористаємося формулою:
(2.1)де
- настановна площа i-го елемента навісного (дивитися таблицю 2.1); 
- коефіцієнт втрат площі ( =1...3), приймаємо =3.З формули (2.1) отримуємо площу ДП БКУ:
S=3* (25.2*5+32.4+0.008*41+31.39*5+31.39*5+0.64*3+15.75*25+4.96*32+ +19.69+31.5+185.4+30*4+185.4+131.84+73.53*2+130.81+130.81*2+51.3+ +29.4+144*2+59.4+50*6+5.25*8+7*6+15.18+16.8*2+108.15+0.195+0.1*2+ +1031+6.44+48.6*2+590.49+16*4) =12213.579 мм2.
Блок контролю й управління є нестандартним виробом. Оскільки БКУ входить до складу більш складного пристрою, при виборі розміру друкованої плати повинні враховуватися габарити цього пристрою і розміри посадкового місця. На підставі цього вибираємо ДП розмірами 280х82.5 (згідно з вимогами ДСТУ 10317-79 співвідношення сторін ДП не більше 3: 1, однак допускається збільшення зазначеного співвідношення).
Площа вибраної ДП задовольняє розрахунку.
Як матеріал для виробництва друкованої плати вибираємо склотекстоліт з двостороннім фольгованим шаром (товщиною фольгованого шару - 35 мкм) - СФ-2-35 - для виготовлення двосторонніх друкованих плат.
На даний час склотекстоліт найбільш поширений матеріал для виготовлення друкованих плат. СФ-2-35 має наступні характеристики по ГОСТ 10316-78:
низьке водопоглинання (0.2...0.8%);
стійкість до жолоблення;
підвищена жорсткість і міцність;
питомий поверхневий опір ρS = 1010...1011 Ом;
питомий об'ємний опір ρV = 1011...1013 Ом * см;
діапазон робочих температур - 60... +105 ° С;
діелектрична проникність μ = 6.
Розміщення НЕ на ДП здійснюємо відповідно до 4ГО.010.030 і 4ГО.010.009. При компонуванні ДП необхідно забезпечити відповідно до ДСТУ 23751-79 раціональне розміщення навісних елементів з урахуванням електричних зв'язків та теплового режиму із забезпеченням мінімальних значень довжин зв'язків, кількості переходів друкованих провідників із шару в шар, паразитних зв'язків між елементами, по можливості рівномірний розподіл мас навісних елементів по поверхні.
При розташуванні ІС, ЕРЕ на друкованій платі необхідно передбачати забезпечення основних технологічних вимог, що пред'являються до апаратури (автоматизоване складання, паяння, контроль, ремонтопридатність).
У процесі конструювання ДП виконуються такі розрахунки: